Экспертиза системы горячего водоснабжения в многоэтажном жилом здании

Б. С. Хромов, начальник отдела экспертиз ОАО «НИИсантехники»

В последние годы в ОАО «Научно-исследовательский институт санитарной техники» (ОАО «НИИсантехники») широко практикуется проведение экспертиз. Благодаря подготовке и аттестации специалистов в области судебной экспертизы, а также всей деятельности института ОАО «НИИсантехники» в данный момент является единственной профильной организацией, осуществляющей сантехническую судебную экспертизу.

На экспертизу принимаются заявки от частных лиц и от организаций, в том числе из судов, что является, по сути, предсудебной и судебной экспертизой. В основном на экспертизу поступают изделия, вышедшие из строя, с целью определения причин их разрушения. Помимо этого экспертизой определяются причины нестабильной работы систем водоснабжения, отопления и водоотведения. При проведении экспертиз используется методика, рекомендованная Гражданским кодексом РФ и законом об экспертной деятельности. Методика предусматривает объективное исследование на научной основе, в пределах специальности, всестороннее и полное.

Предпосылки проведения экспертизы системы горячего водоснабжения жилого дома

В нашу организацию поступило обращение от службы эксплуатации жилого 25-этажного здания, расположенного в Москве, с целью проведения экспертизы системы ГВС.

При рассмотрении обращения заказчика (службы эксплуатации жилого дома) выяснилось следующее: жильцы дома выдвигали требование, чтобы температура горячей воды, подаваемой в квартиры, соответствовала значению, регламентированному в СанПиН 2.1.4.2496–09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». В то же время, согласно заявке заказчика, проблема заниженной температуры горячей воды в системе ГВС второй зоны наблюдалась со дня ввода здания в эксплуатацию – с 1999 года.

Силами заказчика устранить несоответствие температуры подаваемой горячей воды нормативному значению не представлялось возможным из-за особенностей существующей системы ГВС. Жильцы дома в судебном порядке потребовали от заказчика выполнения своего требования.

Необходимо было провести исследование системы ГВС жилого дома с целью определения причины недостаточности температуры системы горячего водоснабжения второй зоны (8–25-й этажи) дома, а также разработать рекомендации по приведению температурного режима к нормативам СП 30.13330.2012, п. 5.1.2.

Содержание и результаты исследований

Работы проводились с использованием метода обследования объекта, внешнего осмотра трубопроводов, анализа конструкторской документации, измерения температур воды в квартирах и по стоякам, последующих расчетов.

В ходе исследований использовались следующее оборудование и средства измерений: термометр инфракрасный, термометр лабораторный, термометр лабораторный стеклянный, цифровой фотоаппарат.

Обследование системы ГВС жилого дома показало следующее. В данном 25-этажном, одноподъездном жилом здании в подвале и на техническом этаже (чердаке) выполнена разводка систем ГВС и ХВС из стальных оцинкованных труб Д_у15–100. Система ГВС двухзонная, циркуляционно-повысительная. Поставка горячей воды осуществляется из ЦТП и согласно режимной карте имеет следующие параметры: давление ГВС в первой зоне Р = 7,3 атм, во второй зоне Р = 9,8 атм, температура подачи Т = 60+2 °C, температура на выходе Т=50+5–4 °C.

Каждая зона имеет 13 стояков Д_у25, распределенных по семи квартирам. Стояки выполнены из стальных оцинкованных труб по ГОСТу 3262–75 и проложены в сантехнических шахтах санузлов и кухонь квартир. Стояки санузлов оборудованы полотенцесушителями различных конструкций, в том числе непроектных, установленных жильцами самостоятельно. Циркуляция в первой (нижней) зоне осуществляется снизу вверх, из подвала на 8-й этаж, где водоразборные стояки объединяются в два узла трубопроводами Д_у25, переходящими в циркуляционные стояки первой зоны (2 шт.), направляющиеся в подвал к узлу ввода и учета.

Рисунок 1. Магистральные трубопроводы в изоляции

Циркуляция во второй (верхней) зоне осуществляется сверху вниз, т. е. горячая вода из узла ввода и учета подается на технический этаж (стояки Т 31 и Т 32), где распределяется по 13 водоразборным стоякам Д_у25 (Т 3). Стояки опускаются на 8-й этаж (рис. 1), где также объединяются в два циркуляционных узла трубопроводами Д_у25 (Т 41 и Т 42), переходящими в циркуляционные стояки (рис. 2), возвращающиеся к узлу ввода и учета.

Рисунок 2. Отбор воды для определения ее температуры

Магистральные трубопроводы в подвале и на чердаке теплоизолированы изоляцией на основе минеральной ваты. Предусмотренная проектом тепловая изоляция стояков выполнена частично по водоразборным стоякам (в квартирах) и не выполнена по транзитным стоякам в шахте (рис. 3). Доступ к последним осуществляется через единственное смотровое окно на 8-м этаже.

В ходе обследования выполнены измерения температуры горячей воды в системе ГВС в подвале (ввод, циркуляция), на техническом этаже, в местах водоразбора второй зоны, а также температуры наружной поверхности труб ГВС и температуры наружного воздуха в помещениях, где проходят трубопроводы ГВС.

Рисунок 3. Определение температуры труб ГВС

Измерения выполнялись согласно методическим указаниям МУК 4.3.2900–11 «Измерение температуры горячей воды систем централизованного горячего водоснабжения» с помощью электронного и лабораторного термометров. Данные замеров представлены в таблице.

№ Наименование точки Система Т3/Т4 Температура воды, 0С Температура воздуха, 0С Подвал 1 Ввод ГВС (подача) Т3 60,0 24,0 2 Ввод ГВС (циркуляция) Т4 48,0 24,0 3 Подача на 2-ю зону (узел 1) Т3 60,0 24,0 4 Подача на 2-ю зону (узел 2) Т3 59,0 24,0 5 Циркуляция со 2-й зоны (узел 1) Т4 47,0 24,0 6 Циркуляция со 2-й зоны (узел 2) Т4 48,0 24,0   Технический этаж 7 Ввод транзитного стояка (узел 1) Т31 54,0 21,0 8 Ввод транзитного стояка (узел 2) Т32 56,0 21,0 9 Начало стояка № 1 Т3 54,0 21,0 10 Начало стояка № 2 Т3 54,0 21,0 11 Начало стояка № 3 Т3 54,0 21,0   Разные этажи* 12 22-й этаж, квартира 140 (санузел) Т3 53,0 23,0 13 22-й этаж, квартира 140 (кухня) Т3 56,0 24,0 14 15-й этаж, квартира 91 (санузел) Т3 42,9 24,0 15 13-й этаж, квартира  49 (кухня) Т3 56,9 23,0 16 9-й этаж, квартира 77 (санузел) Т3 39,9 25,0 17 8-й этаж, выход из квартиры (узел 1, стояк санузлов) Т41 51,0 26,0 18 8-й этаж, выход из квартиры (узел 2, стояк санузлов) Т42 45,0 26,0 19 8-й этаж, выход из квартиры (циркуляция, стояк кухонь) Т4 53,0 26,0 20 8-й этаж, циркуляционный стояк (узел 1) Т4 51,0 26,0 21 8-й этаж, циркуляционный стояк (узел 2) Т4 51,0 26,0

* Квартиры, относящиеся к стояку, имеющему наиболее низкую температуру.

Строительные нормы, применительно к рассматриваемому случаю, предусматривают следующие требования к устройству и эксплуатации систем ГВС:

• согласно пп. 5.1.2, 5.2.5, 5.2.7, 5.2.9 СП 30.13330.2012 температура горячей воды в местах водоразбора должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074 и СанПиН 2.1.4.2496 и независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °C и не выше 75 °C. В системах централизованного ГВС при необходимости поддержания в местах водоразбора температуры воды не ниже указанной в п. 5.1.2 следует предусматривать систему циркуляции горячей воды в период отсутствия водоразбора. В жилых и общественных зданиях высотой более четырех этажей водоразборные стояки следует объединять кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого водоразборного узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы.

В секционные узлы следует объединять от трех до семи водоразборных стояков. Кольцующие перемычки следует прокладывать: по теплому чердаку, по холодному чердаку при условии теплоизоляции труб, под потолком верхнего этажа при подаче воды в водоразборные стояки снизу или по подвалу при подаче воды в стояки сверху. Трубопроводы систем ГВС, кроме подводок к приборам, следует изолировать для защиты от потерь тепла.

Для решения поставленных вопросов расчетным методом определялись фактические потери температур ГВС, режимные параметры для их компенсации. Полученные результаты позволяют судить о достаточности расхода и температуры поступающей горячей воды, а также диаметров циркуляционных трубопроводов.

Для установления причин падения температуры проводился анализ результатов измерений температур и температур воды ГВС на вводе, отмеченных в посуточных ведомостях учета в теплые и холодные сезоны 2016 г. Из таблицы видно, что горячая вода уже поступает из ЦТП с температурой, являющейся нижним пределом нормативной. Дальнейшее ее остывание в системе будет происходить неминуемо при любых условиях, в том числе при выполнении норм проектирования и должных условий эксплуатации. В любом случае ближайшие к вводу потребители будут получать воду с температурой ниже нормативной, что подтверждается данными измерений в точках 2 и 13. То есть неизолированный стояк Д_у25, проходящий через санузлы, обеспечивает остывание горячей воды в среднем на 0,23 град/этаж. Меньшее остывание – 0,15 град/этаж – происходит в кухонных стояках, что закономерно. Интенсивное остывание воды в стояках санузлов объясняется их более высокой теплоотдачей, поскольку они оборудованы полотенцесушителями, имеющими более развитую поверхность.

Рисунок 4. Неизолированные стояки в шахте

Кроме того, на стояках частично отсутствует предусмотренная проектом теплоизоляция, что приводит к дополнительным потерям тепла. Учитывая температуру поступающей в дом горячей воды, равную 60 °C, и отсутствие теплоизоляции, можно выполнить расчет требуемого расхода для обеспечения температуры ГВС у наиболее отдаленных потребителей (8-й этаж). На основании пп. 5.6.5 СП 30.13330.2012 расчет производился исходя из теплопотерь в неизолированных стояках. Методика расчета взята из пособия «Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий» и является общепринятой. Расчетный циркуляционный расход определяется по формуле:

q^Т4 = Q_тп^Т4/(с · ρ · Δt^T4),                                                        

где

Q_тп^Т4 – величина теплопотерь в системе, Вт;

    с    – теплоемкость воды, кДж/(кг·град);

  ρ    – плотность воды, кг/м³;

Δt^T4 – перепад температуры между подачей и рециркуляцией, в нашем случае – 1 °C;

Величина теплопотерь определяется по формуле:

Q_тп = ∑q_уд · l,                                                           

где

q_уд    – удельные теплопотери, зависящие от диаметра трубопровода, наличия теплоизоляции и перепада температуры между горячей водой и окружающей средой. На основании табл. 7.4. СП 30.13330.2012 для неизолированных стояков Д_у25 указанная величина составит 40,6 Вт/м;

l    – общая длина 13 стояков на 14 этажах (546 м – стояки, 364 м – полотенцесушители). Теплопотери в них составят 37 677 Вт.

Тогда циркуляционный расход составит:

q^Т4 = Q_тп^Т4/ (с · ρ· Δt_T4) = 37677/ (4,18 · 1000 · 1) = 9,0 л/с = 32,4 м³/ч.

При этом расход через один стояк:

q_ст^Т4 = q^Т4 / n_ст = 32,4/2 = 16,2 м³/ч.

При скорости движения 1,5 м/с (СП 30.13330.2012, пп. 5.5.6) диаметр стояков должен быть не менее 50 мм. Диаметр трубопроводов от дома до ЦТП должен быть не менее 200 мм.

При существующих диаметрах циркуляционных стояков и скорости движения 1,5 м/с фактический расход на циркуляцию составит не более 0,73 л/с для каждого стояка и 1,47 л/с для всей второй зоны.

В этом случае для достижения в наиболее отдаленных точках температуры в 60 °C температура воды, поступающей из ЦТП, должна быть не менее:

t^T3 = 60 + (Q_тп^Т4 / (с · ρ · q^Т4)) = 60 + 37 677/ (4,18 · 1000 · 1,47) = 66,1 °C.

С учетом остывания воды в главном стояке второй зоны на 0,23 град/этаж температура должна быть выше расчетной не менее чем на 5 °C, т. е. 70–71 °C.

В случае устройства теплоизоляции стояков удельные теплопотери изолированных участков составят 16,2 Вт/м (табл. 7.4 [5]). Тогда для участков без полотенцесушителей сумма потерь тепла равна 8845,2 Вт, с полотенцесушителями – 14 778,4 Вт. Общие теплопотери с устройством изоляции составят 23 623,6 Вт. В этом случае для достижения в наиболее отдаленных точках температуры в 60 °С температура воды, поступающей из ЦТП, должна быть не менее:

t^T3_изол = 60 + (Q_тп^Т4/ (с · ρ · q^Т4)) = 60 + 23 632/ (4,18 · 1000 · 1,47) = 63,8 °C.

С учетом сокращения потерь тепла в 2,5 раза в подающем стояке остывание составит не более 0,1 град/этаж. В этом случае температура должна быть выше расчетной на 1,4–2 °C, т. е. 65,2 °C.

Выводы

По результатам проведенной экспертизы были выявлены следующие причины недостаточности температуры ГВС во второй зоне (причины приводятся в порядке значимости):

• недостаточная температура горячей воды на вводе (как следствие недостатков в расчете режима теплоснабжения);
• заниженный диаметр циркуляционных стояков (как следствие ошибки в рабочем проекте водоснабжения);
• отсутствие теплоизоляции циркуляционных стояков и ее частичное отсутствие на водоразборных стояках.

С целью приведения температуры горячей воды к нормативным данным заказчику были рекомендованы к проведению следующие мероприятия:

при существующем состоянии стояков повысить температуру воды на вводе выше 71,0 °C;

при сохранении температуры воды на вводе 65 °C увеличить диаметры циркуляционных стояков до Ду50 и теплоизолировать все стояки.

Литература

1. СанПиН 2.1.4.2496–09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». М., 2009.
2. СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*». М., 2012.
3. Постановление Правительства РФ от 6 мая 2011 г. N 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений». М., 2011.
4. МУК 4.3.2900–11 «Измерение температуры горячей воды систем централизованного горячего водоснабжения» (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 12 июля 2011 г.): Метод. указания. М., 2011.
5. Пальгунов П. П., Исаев В. Н. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. М.: Стройиздат, 1991.